DE102018119167A1 - Self-reinforcing multi-plate clutch with reinforcing disk pressing the inner disk and drive train with such multi-plate clutch - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem im Normalbetrieb / Zugbetrieb als Drehmomenteingangsteil (2) wirkenden Bauteil (3), das mit einem Außenlamellenträger (4) verbunden ist, an welchem eine erste Menge (6) an Außenlamellen (5) und eine zweite Menge (7) an Außenlamellen (5) drehfest angebunden ist, wobei bei Betätigung der Lamellenkupplung (1) die erste Menge (6) an Außenlamellen (5) mit einer ersten Menge (9) an Innenlamellen (8) und die zweite Menge (7) an Außenlamellen (5) mit einer zweiten Menge (10) an Innenlamellen (8) gezielt in Kraftschluss zur Drehmomentweitergabe versetzbar ist, wobei ein die erste Menge (9) an Innenlamellen (8) tragender Innenlamellenträger (11) mit einem als Drehmomentausgangsteil (18) wirkenden Bauteil (19) drehmomentweitergebend verbunden ist, wobei im Betätigungsfall ein über die zweite Menge (7) an Außenlamellen (5) und die zweite Menge (10) an Innenlamellen (8) geführter Drehmomentanteil über eine Verstärkungsscheibe (13) und wenigstens eine Blattfeder (14) zum Drehmomentausgangsteil (18) weitergeleitet ist, um eine Selbstverstärkung zu bewirken, wobei die Verstärkungsscheibe (13) so ausgebildet ist, dass sie zum Axialkraft aufbringen auf wenigstens eine Lamelle der zweiten Menge (10) an Innenlamellen (8) ausgelegt ist. Die Erfindung betrifft auch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wie eines Motorrades, mit wenigstens einem Antriebsaggregat und einer Getriebeeingangswelle, zwischen die eine solche Lamellenkupplung (1) eingesetzt ist.The invention relates to a multi-plate clutch (1) for a motor vehicle with a component (3) acting as a torque input part (2) in normal operation / train operation, which is connected to an outer plate carrier (4), on which a first quantity (6) of outer plates (5 ) and a second quantity (7) of outer plates (5) is connected in a rotationally fixed manner, the first quantity (6) of outer plates (5) with a first quantity (9) of inner plates (8) and the plate plate clutch (1) being actuated second set (7) of outer plates (5) with a second set (10) of inner plates (8) can be selectively positively connected for torque transmission, an inner plate carrier (11) carrying the first set (9) of inner plates (8) with a component (19) acting as a torque output part (18) is connected to transmit torque, in the case of actuation a torque portion guided via the second quantity (7) of outer plates (5) and the second quantity (10) of inner plates (8) e reinforcement disk (13) and at least one leaf spring (14) is passed on to the torque output part (18) in order to effect self-reinforcement, the reinforcement disk (13) being designed such that it applies axial force to at least one lamella of the second set (10 ) on the inner fins (8). The invention also relates to a drive train of a motor vehicle, such as a motorcycle, with at least one drive unit and a transmission input shaft, between which such a multi-plate clutch (1) is inserted.
Description
Die Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung für ein Kraftfahrzeug, wie ein Motorrad, einen Pkw, einen Lkw oder ein anderes Nutzfahrzeug, mit einem im Normalbetrieb / Zugbetrieb als Drehmomenteingangsteil wirkenden Bauteil, das mittelbar oder unmittelbar mit einem Außenlamellenträger verbunden ist, an welchem eine erste Menge an Außenlamellen und eine zweite Menge an Außenlamellen drehfest angebunden ist, jedoch axial verlagerbar ist, wobei bei Betätigung der Lamellenkupplung die erste Menge an Außenlamellen mit einer ersten Menge an Innenlamellen und die zweite Menge an Außenlamellen mit einer zweiten Menge an Innenlamellen gezielt in Kraftschluss zur Drehmomentweitergabe versetzbar ist, wobei ein die erste Menge an Innenlamellen tragender Innenlamellenträger mittelbar oder unmittelbar mit einem als Drehmomentausgangsteil wirkenden Bauteil drehmomentweitergebend, bspw. dauerhaft, verbunden ist, wobei im Betätigungsfall ein über die zweite Menge an Außenlamellen und die zweite Menge an Innenlamellen geführter Drehmomentanteil über eine Verstärkungsscheibe und wenigstens eine Blattfeder zum Drehmomentausgangsteil weitergeleitet ist, um eine Selbstverstärkung, insbesondere eine in Axialrichtung wirkende Lamellenverlagerungskraft, zu bewirken.The invention relates to a multi-plate clutch for a motor vehicle, such as a motorcycle, a car, a truck or another commercial vehicle, with a component which acts as a torque input part in normal operation / train operation and which is connected directly or indirectly to an outer disk carrier, to which a first quantity is applied Outer plates and a second set of outer plates are connected in a rotationally fixed manner, but can be axially displaced, the first set of outer plates with a first set of inner plates and the second set of outer plates with a second set of inner plates being selectively force-fit for torque transmission when the multi-plate clutch is actuated is, wherein the first set of inner plates carrying inner plate carrier is indirectly or directly connected to a component acting as a torque output part torque-transmitting, for example. Permanently, wherein, when actuated, a via the second set of outer plates and the two ite amount of inner lamellae guided torque portion is forwarded via a reinforcing disk and at least one leaf spring to the torque output part in order to effect self-amplification, in particular a lamella displacement force acting in the axial direction.
Ähnliche Kupplungsvorrichtungen für einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges sind bereits aus der
Die jeweilige aus der
Aus dem Stand der Technik sind bereits derartige Kupplungen bekannt, welche bei Momentenflussaufteilung zu einer partiellen Verstärkung führen. So offenbart bspw. die
Ähnliche Gegenstände sind auch in der
Solche Lamellenkupplungen werden auch als „Ultra Performance Clutches“ bezeichnet, wobei sich bei diesen Kupplungen bei extremen statischen Torsionsbedingungen Nachteile zeigen. Bei solchen extremen Bedingungen kann es nämlich passieren, dass die Blattfedern abgeschert werden.Such multi-plate clutches are also referred to as “ultra performance clutches”, but these clutches have disadvantages in extreme static torsion conditions. In such extreme conditions, it can happen that the leaf springs are sheared off.
Es ist jedoch die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diesen Nachteil zu mildern oder sogar abzustellen. Es sollen insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermieden werden. Es ist also das Ziel eine selbstverstärkende Lamellenkupplung zur Verfügung zu stellen, die kompakt baut und kostengünstig ist, aber besonders langlebig ist, ergo selbst bei einer Druckbelastung im Schubbetrieb dauerfest ist. Insbesondere sollen Blattfederbrüche vermieden werden. Lebensdauertests, insbesondere statische Lebensdauertests, sollen blattfederbruchfrei verlaufen. Insbesondere soll die dafür als Ursache ausgemachte Verklemmung einer Verstärkungsscheibe mit der Anpressplatte bei einem Zug-Schub-Wechsel vermieden werden. Dadurch soll die Zugbelastung der Blattfedern ausgeschaltet werden.However, it is the object of the present invention to alleviate or even eliminate this disadvantage. In particular, the disadvantages known from the prior art are to be avoided. It is therefore the goal to provide a self-reinforcing multi-plate clutch, which is compact and inexpensive, but is particularly durable, ergo is durable even with a pressure load in overrun mode. In particular, leaf spring breaks should be avoided. Lifetime tests, especially static lifespan tests, should be free of leaf spring breakage. In particular, the jamming of a reinforcing disk with the pressure plate, which was identified as the cause, should be avoided in the event of a train-push change. This is to switch off the tensile load on the leaf springs.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Lamellenkupplung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Verstärkungsscheibe so ausgebildet ist, dass sie zum Axialkraft aufbringen auf wenigstens eine oder alle Lamellen der zweiten Menge an Innenlamellen ausgelegt / ausgerichtet / beschaffen / angeordnet ist.In a generic multi-plate clutch, this object is achieved according to the invention in that the reinforcing disk is designed such that it is designed / aligned / procured / arranged for applying axial force to at least one or all of the plates of the second set of inner plates.
Die Lösung besteht also darin, die Anpresskraft der Anpressplatte und die Verstärkung der Anpressplatte nicht zu vereinen, um keine zusätzliche Reibung zu generieren. Dies bedeutet, dass die zwei Kräfte auf unterschiedliche Teile wirken. Ein höherer Wirkungsgrad ist die Folge.The solution is therefore not to combine the pressure force of the pressure plate and the reinforcement of the pressure plate in order not to generate any additional friction. This means that the two forces act on different parts. The result is higher efficiency.
Während also in der
In der vorliegenden Erfindung wird aber vorgeschlagen, die Anpressplatte und den (ersten) (Innen-) Lamellenträger als zwei separate, vorzugsweise miteinander mittels der Blattfederniete verbundene Bauteile auszubilden.In the present invention, however, it is proposed to design the pressure plate and the (first) (inner) plate carrier as two separate components, preferably connected to one another by means of the leaf spring rivets.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained in more detail below.
So ist es von Vorteil, wenn die Verstärkungsscheibe, nämlich jene Verstärkungsscheibe, auf der die zweite Menge an Innenlamellen axial verlagerbar oder drehfest lagerbar / gelagert ist, wenigstens einen Arm besitzt, der zum Axialkraft aufbringen auf die erste oder letzte Lamelle der zweiten Menge an Innenlamellen ausgelegt ist.So it is advantageous if the reinforcement plate, namely the reinforcement plate on which the second quantity of inner plates is axially displaceable or non-rotatably supported / supported, has at least one arm that applies axial force to the first or last plate of the second quantity of inner plates is designed.
Je nach Sichtweise ist die erste oder letzte Lamelle jene am weitesten vom Drehmomenteingangsteil entfernte Lamelle, die insbesondere als Stahllamelle ausführbar ist. Bei einer solchen Ausgestaltung lässt sich der axiale und radiale Bauraum effizient nutzen.Depending on the point of view, the first or last slat is that slat furthest away from the torque input part, which can be implemented in particular as a steel slat. With such a configuration, the axial and radial installation space can be used efficiently.
Für ein kinematisch effizientes Zusammenspiel der Einzelteile ist es zuträglich, wenn der Arm am distalen Ende einen Kopf besitzt, der auf der von der ersten Menge an Innenlamellen abgewandten Seite auf die von diesen am weitesten entfernte Lamelle der zweiten Menge an Innenlamellen Axialkraft, insbesondere Druck, aufbringt bzw. über den Axialkraft aufbringbar ist. For a kinematically efficient interaction of the individual parts, it is beneficial if the arm at the distal end has a head which, on the side facing away from the first set of inner slats, has the axial force, in particular pressure, on the slat most distant from the second set of inner slats. applies or over the axial force can be applied.
Kostengünstige spanlose Fertigungsverfahren, wie Tiefzieh- und Stanzprozesse lassen sich geschickt nutzen, wenn der Kopf als T-Profil oder Querbalken / Quersteg ausgeführt ist, wobei dessen Unterseite zum Kontaktieren der Oberseite einer ersten Stahllamelle der zweiten Menge an Innenlamellen vorbereitet ist.Inexpensive non-cutting manufacturing processes, such as deep-drawing and stamping processes, can be cleverly used if the head is designed as a T-profile or crossbar / crossbar, the underside of which is prepared for contacting the top of a first steel lamella of the second set of inner lamellae.
Wenn der Arm durch eine Öffnung in eine von einer Tellerfeder betätigbaren Anpressplatte axial hindurch ragt, so kann die Lamellenkupplung besonders kompakt gebaut werden.If the arm protrudes axially through an opening into a pressure plate that can be actuated by a plate spring, the multi-plate clutch can be constructed in a particularly compact manner.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass ein Befestigungsmittel wie ein Niet, durch je eine Ausnehmung in der Anpressplatte und der Verstärkungsscheibe, etwa unter Festlegung einer Zwischenscheibe, ragt. Die Zwischenscheibe kann aus Kunststoff oder Metall gefertigt sein.An advantageous exemplary embodiment is also characterized in that a fastening means such as a rivet projects through a recess in the pressure plate and the reinforcing washer, for example by fixing an intermediate washer. The washer can be made of plastic or metal.
Um einerseits eine schraubenartige Bewegung der Verstärkungsscheibe zu ermöglichen und andererseits ein ausschließlich axiales Verlagern der ersten Menge an Innenlamellen bzw. der ersten Menge an Außenlamellen zu ermöglichen, ist es von Vorteil, wenn die Öffnung und/oder die Ausnehmung als Langloch oder bananenartiges Durchgangsloch ausgeführt sind/ist, deren Längserstreckung so auf eine zu erwartende Verdrehung des Drehmomentausgangsteils relativ zum Drehmomenteingangsteil abgestimmt ist/sind, dass weder der Arm noch das Betätigungsmittel in Umfangsrichtung im Langloch oder dem Durchgangsloch anschlägt.In order on the one hand to enable a screw-like movement of the reinforcement disc and on the other hand to allow only the axial movement of the first set of inner slats or the first set of outer slats, it is advantageous if the opening and / or the recess are designed as an elongated hole or banana-like through hole / is, the longitudinal extension of which is matched to an expected rotation of the torque output part relative to the torque input part / that neither the arm nor the actuating means strikes in the circumferential direction in the elongated hole or the through hole.
Es hat sich bewährt, wenn das Langloch einen Winkelbereich festlegt, der zwischen ca. 6° bis ca. 10°, vorzugsweise 8° +/- 1 °, größer ist, als die während des Betriebs zu erwartende maximal mögliche Verdrehung des Drehmomentausgangsteils relativ zum Drehmomenteingangsteil. Der Winkelbereich ist jener Bereich, der vom Drehzentrum der Lamellenkupplung aus gesehen durch die umfangsseitigen Extrembereiche des Langloches festgelegt ist.It has proven itself if the elongated hole defines an angular range which is between approximately 6 ° to approximately 10 °, preferably 8 ° +/- 1 °, larger than the maximum possible rotation of the torque output part to be expected during operation relative to torque input part. The angular range is the range that is defined from the center of rotation of the multi-plate clutch through the peripheral extreme areas of the elongated hole.
Es ist von Vorteil, wenn eine Vielzahl von Armen über den Umfang der Verstärkungsscheibe verteilt sind, wobei deren Köpfe in einer bestimmten Betriebsstellung im direkten Kontakt mit der Oberseite der ersten Stahllamelle der zweiten Menge an Innenlamellen stehen. Das Zwischenschalten von einem weiteren Bauteil ist dann unerwünscht.It is advantageous if a multiplicity of arms are distributed over the circumference of the reinforcing disk, the heads of which, in a specific operating position, are in direct contact with the upper side of the first steel lamella of the second set of inner lamellae. Interposing another component is then undesirable.
Die Erfindung betrifft auch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit wenigstens einem Antriebsaggregat und einer Getriebeeingangswelle, zwischen dem die Lamellenkupplung der erfindungsgemäßen Art eingesetzt ist.The invention also relates to a drive train of a motor vehicle with at least one drive unit and a transmission input shaft, between which the multi-plate clutch of the type according to the invention is inserted.
Während eine Verdrehung der Kupplung von 4° bis 5° zu erwarten ist, sollte das Langloch einen Winkelbereich von 10° bis 15° definieren.While the coupling should be rotated from 4 ° to 5 °, the elongated hole should define an angular range from 10 ° to 15 °.
Das Ziel, dass die Zwischenscheibe nur Axialkraft überträgt und kein Drehmoment überträgt, wird erreicht. Die Verstärkungsscheibe kann auch als Verstärkungsplatte oder Verstärkungsanpressplatte bezeichnet werden. Unter einer Anpressplatte wird jedoch jene Scheibe oder jener Ring verstanden, der von einem Aktuator mittelbar oder unmittelbar axial verlagert wird, wie bspw. unter Einsatz einer Tellerfeder. Dabei kann ein Ring zwischengeschalten sein. Es wird nun also eine optimale Zwischenscheibe eingesetzt, die Axialkraft von der Tellerfeder aber nicht mehr die Zusatzkraft der Verstärkungsplatte, hervorgerufen durch die Blattfedern, überträgt.The goal that the washer transmits only axial force and does not transmit torque is achieved. The reinforcement disc can also be referred to as a reinforcement plate or reinforcement pressure plate. However, a pressure plate is understood to mean that disc or ring that is displaced axially or directly by an actuator, such as, for example, using a plate spring. A ring can be interposed. An optimal washer is now used, which transmits the axial force from the plate spring but no longer the additional force of the reinforcing plate caused by the leaf springs.
Eine Lösung besteht also darin, dass die Verstärkungsplatte so angepasst ist, dass die hervorgerufene axiale Kraft auf die erste Stahllamelle drückt. Das heißt, die Verstärkung wirkt ab der zweiten Reiblamelle bis zur letzten. Die statische Anpresskraft, die von der Tellerfeder generiert wird, drückt das ganze Lamellenpaket, nämlich ab der ersten Reiblamelle.One solution is that the reinforcing plate is adapted so that the axial force caused presses on the first steel plate. This means that the reinforcement acts from the second friction lamella to the last. The static contact pressure, which is generated by the disc spring, presses the entire plate pack, namely from the first friction plate.
Die Arme / Ärmchen der Verstärkungsplatte wurden mit einem T-Profil ausgeführt, sodass sie nicht nur das Drehmoment der Stahllamellen, sondern auch eine axiale Kraft übernehmen können. Die Zwischenscheibe, die in den bekannten Lösungen die Verstärkung an die Anpressplatte weiterleitete, ist jetzt mit mehr Spiel zur Anpressplatte, also Spiel zwischen den Armen / Ärmchen der Verstärkungsplatte und der ersten Stahllamelle ausgeführt. Dies bedeutet, wenn die Blattfedern die Verstärkungsplatte nach unten ziehen / drücken, wird der Kontakt immer zuerst an die erste Stahllamelle hervorgerufen. Die Zwischenscheibe dient nur zum Hervorrufen des Zwangsabhubes, wenn die Kupplung ausgerückt ist, nämlich um sicher zu stellen, dass die erste Stahllamelle keine Anpresskraft übernimmt.The arms / arms of the reinforcement plate were designed with a T-profile, so that they can take on not only the torque of the steel plates, but also an axial force. The washer, which in the known solutions passed the reinforcement to the pressure plate, is now designed with more play to the pressure plate, that is, play between the arms / arms of the reinforcement plate and the first steel plate. This means that when the leaf springs pull / push the reinforcement plate down, contact is always made first on the first steel plate. The washer is only used to cause the forced lift when the clutch is disengaged, namely to ensure that the first steel plate does not take up any contact pressure.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert, in welcher ein erstes Ausführungsbeispiel weiter detailliert beschrieben ist. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische, längsgeschnittene Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lamellenkupplung, -
2 eine Vergrößerung eines T-profilartigen Kopfbereiches der Verstärkungsscheibe aus1 in rotatorisch verlagerter eingebauter Position, -
3 eine um bestimmte Einzelbauteile befreite perspektivische Darstellung der Lamellenkupplung aus1 mit besonderem Augenmerk auf das Durchragen von Armen der Verstärkungsscheibe durch Öffnungen in der Anpressplatte, -
4 eine weitere perspektivische Darstellung der Bauteile aus3 , und -
5 eine Vergrößerung des Bereiches V aus4 .
-
1 2 shows a perspective, longitudinally sectioned illustration of a first embodiment of a multi-plate clutch according to the invention, -
2 an enlargement of a T-profile-like head area of the reinforcingdisk 1 in a rotationally shifted installed position, -
3 a perspective view of the multi-plate clutch freed from certainindividual components 1 with special attention to the protrusion of arms of the reinforcement disc through openings in the pressure plate, -
4 a further perspective view of the components3 , and -
5 an enlargement of area V.4 ,
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are only schematic in nature and only serve to understand the invention. The same elements are provided with the same reference symbols.
In der
An dem Außenlamellenträger
Die Außenlamellen
Bedeutsam ist insbesondere, dass nur die erste Menge
Es sei erläutert, dass eine am weitesten vom Drehmomenteingangsteil
Wie besonders gut in
Wie in
Zurückkommend auf
In den
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Lamellenkupplungmulti-plate clutch
- 22
- DrehmomenteingangsteilTorque input part
- 33
- erstes Bauteilfirst component
- 44
- Außenlamellenträger / AußenlamellenkorbExternal disk carrier / external disk basket
- 55
- Außenlamelle(n)Outer plate (s)
- 66
- erste Menge an Außenlamellenfirst set of outer slats
- 77
- zweite Menge an Außenlamellensecond set of outer slats
- 88th
- Innenlamelle(n)Inner plate (s)
- 99
- erste Menge an Innenlamellenfirst set of inner slats
- 1010
- zweite Menge an Innenlamellensecond set of inner slats
- 1111
- InnenlamellenträgerInner disk carrier
- 12 12
- Anbindungsbereichconnecting region
- 1313
- Verstärkungsscheibereinforcing washer
- 1414
- Blattfeder(n)Leaf spring (s)
- 1515
- BlattfederpaketLeaf spring assembly
- 1616
- Nietverbindungrivet
- 1717
- Topfpot
- 1818
- DrehmomentausgangsteilTorque output component
- 1919
- zweites Bauteilsecond component
- 2020
- innenverzahnte Nabeinternally toothed hub
- 2121
- TellerfederBelleville spring
- 2222
- Ringring
- 2323
- Anpressplattepressure plate
- 2424
- Stahllamellesteel disk
- 2525
- Befestigungsmittelfastener
- 2626
- Armpoor
- 2727
- Kopfhead
- 2828
- T-ProfilT profile
- 2929
- Querbalken / -stegCrossbar / web
- 3030
- Unterseite des QuerbalkensUnderside of the crossbar
- 3131
- Oberseite der StahllamelleTop of the steel slat
- 3232
- Öffnungopening
- 3333
- Ausnehmungrecess
- 3434
- Zwischenscheibewasher
- 3535
- Seitepage
- 3636
- Vorsprunghead Start
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- DE 102018105038 A1 [0003]DE 102018105038 A1 [0003]
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